【正文】 。 ultrasonic wave 。 一旦近視，花再多錢去治療 都是不可能恢復(fù)到最初的視力 。大多數(shù)孩子喜歡 趴在桌上書 寫 ， 教師和 家長(zhǎng) 對(duì)孩子 屢教不改 ， 這 一直是 令老師和 父母頭 痛 的事 [1]。國(guó)外也致力于對(duì)視力的保護(hù)研究，但更側(cè)重于研究近視 的原因。 基于以上所述的特點(diǎn)，展開了研究，此次 設(shè)計(jì)是在現(xiàn)有硬件平臺(tái)的基礎(chǔ)上，主要實(shí)現(xiàn)了硬件的開發(fā)與設(shè)計(jì)，并完成了相應(yīng) 的硬件制作。 對(duì)工作的理論研究具有一定的指導(dǎo)意義 [2]。在選擇元器件時(shí)， 主要看的是 芯片的性價(jià)比，對(duì)于電阻、電容等常用元件要先進(jìn)行參數(shù)計(jì)算再選擇。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容是設(shè)計(jì)一個(gè)多功能視力保護(hù)器。 4)單片機(jī)的主頻 為 6KHZ；電路測(cè)光報(bào)警 靈敏度 可調(diào) 。但電池過大，更換成本高， 在 使用報(bào)警裝置 時(shí) 不方便。 綜上所述采用方案 二 。 但 從經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)看，我們必須放棄這個(gè)計(jì)劃。對(duì)于本次設(shè)計(jì) 是綽綽有余的，更可貴的是 STC89C52 單片機(jī)，價(jià)格很低 [4]。 方案一： 光 照度傳感器 M124749。光敏電阻的工作原理是當(dāng)光照射時(shí)，內(nèi)部電阻已處于穩(wěn)定狀態(tài)的電子激發(fā)并變成自由電子，所以光是強(qiáng)的，自由電子產(chǎn)生的就越多，電阻就越小。方案 二 具有較高的性價(jià)比，同時(shí)能滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，所以選擇光敏電阻作為一個(gè)光傳感器。 方案二： 蜂鳴器報(bào)警。雖然紅外熱釋電傳感器的靈敏度很高，但它并不適用于視覺保護(hù)器，當(dāng)人們只是輕微的運(yùn)動(dòng)的眼睛保護(hù)器會(huì)報(bào)警， 產(chǎn)生 大量的誤報(bào)。通過測(cè)量人的臉和桌面之間的距離確定坐姿。能更好的滿足系統(tǒng)的要求，所以我們選擇了這個(gè)方案 。 LCD1602 因?yàn)?其顯示清晰，顯示 的 內(nèi)容豐富、清晰，顯示 的信息量大，使用方便，顯示快速而得到了廣泛的應(yīng)用。 硬件主要是基于 89C52 單片機(jī)、 超聲波測(cè)距報(bào)警電路、光報(bào)警電路，定時(shí)報(bào)警電路等。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè)共 39 頁(yè) 單片機(jī)管腳及功能 STC89C52 單片機(jī)的管腳圖如 圖 所示 ，其功能如下所述。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反相放大器的輸入端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，此管腳接外部振蕩器的輸出端。 PSEN（ 29 腳），外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)，低電平有效。實(shí)際應(yīng)用中常作為分時(shí)使用的地址 /數(shù)據(jù)總線口，對(duì)外部程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址時(shí)低 8 位地址與數(shù)據(jù)總線分時(shí)使 用 P0 口，先送低 8 位地址信號(hào)到 P0 口，由地址鎖存信號(hào) ALE 的下降沿將地址信號(hào)鎖存到地址鎖存器后，再作為數(shù)據(jù)總線的口線對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入或輸出?？勺鳛檩斎?/輸出口，實(shí)際應(yīng)用中一般作為地址總線的高 8 位，與 P0 口一起組成 16 地址總線，用于對(duì)外部存儲(chǔ)器的接口電路進(jìn)行尋址 [6]。 STC89C52 有 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口， 同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口， 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器， 2 個(gè)全雙工串行通信口， 2 個(gè)讀寫口線。整個(gè)最小系統(tǒng)由三個(gè)部分組成：晶振電路部分、復(fù)位電路部分、電源電路等三個(gè)部分組成。在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的時(shí)候，晶振電路越靠近單片機(jī)越好。 最后一個(gè)是電源部分，采用 5V 的 USB 直接供電，可采用手機(jī)充電器、電腦 USB 口、移動(dòng)電源等設(shè)備進(jìn)行供電。由于我們的程序存儲(chǔ)在了單片機(jī)內(nèi)部，所以 EA 要接高電平，保證單片機(jī)是從內(nèi)部讀取程序去執(zhí)行的。 基本工作原理：利用 IO 端口觸發(fā)位置， 給其 至少 為 10us 高電平信號(hào)；模塊 自動(dòng)地 發(fā)送40kHz 方波 ，并自動(dòng)檢測(cè)是不是 有信號(hào) 回來(lái) ； 有信號(hào)回來(lái)的話 ，通過 IO 端口 輸出高電平，高電平持續(xù) 的 時(shí)間 就 是超聲波 從 發(fā)射 到回來(lái)的時(shí)間 ?；夭ㄐ盘?hào)的脈沖陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè)共 39 頁(yè) 寬度和 所測(cè)量的距離 是 成正比 的 。它有折射和反射現(xiàn)象，并且 在傳播 過程中 是有所衰減 的。 這個(gè)相對(duì)較低的傳輸速度，波長(zhǎng)是非常短的，這意味著該分辨率的距離和方向可以得到。因?yàn)椴?、棉?毛等都可以吸收超聲波， 就很難用超聲波 來(lái)檢測(cè)。 C = + （米 /秒）， T 為溫度（ C），也就是說(shuō)， 周圍溫度變化 時(shí) 聲音傳播的速度是不同的。超聲波頻率越高 的話 ，衰減率 隨之 越高，超聲波傳播距離越短，這說(shuō)明超聲衰減特性直接影響到超聲波傳感器的有效距離。它的功能是完成由光敏電阻控制 的電路發(fā)出脈沖僅當(dāng)條件滿足時(shí)，這個(gè)脈沖作用 在 89C52 單片機(jī) 端口上，通過檢測(cè)陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè)共 39 頁(yè) 端口是不是 高電平，通過中斷控制 口給出滿足探測(cè)電路的脈沖，然后由發(fā)聲電路聲音提醒學(xué)生認(rèn)為光線太暗，需要調(diào)節(jié)燈光亮度，從而保護(hù)學(xué)生視力。 定時(shí)報(bào)警電路 報(bào)警電路分為單片機(jī)控制電路和報(bào)警電路?？刂谱衷?相應(yīng)的特殊功能寄存器中，通過對(duì)其特殊功能寄存器的設(shè)置，可以方便地選擇合適的工作方式。如果晶體是 12MHz，計(jì)數(shù) 周期 ： T=1/（ 12106） Hz1/12=1μs 當(dāng)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，由引腳 T0 和 T1 對(duì) 外部信號(hào) 計(jì)數(shù)， 外部脈沖的下降沿觸發(fā)計(jì)數(shù)。因此檢測(cè)從 1 跳到 0 需要 2 個(gè)機(jī)器周期，所以外部信號(hào)的最大計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)頻率為 1 / 24。因此，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器輸入脈沖和機(jī)器周期 一模一樣 ， 是時(shí)鐘頻率的 1 / 12。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè)共 39 頁(yè) Q1P N PFMV C C 圖 蜂鳴器報(bào)警發(fā)聲電路 單片機(jī)對(duì) ADC0832 的控制原理 ADC0832 是一個(gè) 8 位分辨率，雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 。C to +70176。 2） CH0 模擬輸入通道 0，或 者 作為 IN+/使用。 6） DO 數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。同時(shí)，芯片開始轉(zhuǎn)換工作， 處理器向芯片的 CLK 輸入時(shí)鐘脈沖， DO/DI 端采用雙端輸入通道 功能選擇的數(shù)據(jù)信號(hào)。由于 ADC0832 的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為 32us，所以采樣頻率的 A/D 轉(zhuǎn)換可以很快，這樣才能保證 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的某些 場(chǎng)合的實(shí)時(shí)性要求。 本系統(tǒng)顯示采用了工業(yè)字符型液晶模塊 1602，可顯示 2 行 16 個(gè)字符，能方便顯示英文字母大小寫、阿拉伯?dāng)?shù)字和常用符號(hào)等，通過自定義還可 顯示簡(jiǎn)單的漢字。第二步，把取得的漢字子模數(shù)據(jù)保存在液晶存儲(chǔ)器里面。第 3 腳通過一個(gè) 10K的電位器連接到地端，可通過調(diào)節(jié)該電位器來(lái)調(diào)節(jié)液晶的對(duì)比度。第 7 腳到第 14 腳是液晶的數(shù)據(jù) /地址 8 位總線，接到了單片機(jī)的陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè)共 39 頁(yè) P0口上。 第 2腳： 5V正電源為 VCC。其中 RS 與 R/W 的關(guān)系決定了當(dāng)時(shí)狀態(tài)。 第 15腳：背光源正極。這個(gè)的優(yōu)點(diǎn)是，可以彌補(bǔ) c 語(yǔ)言的缺點(diǎn)，匯編它完成不了的一些必要操作，因?yàn)槌绦驅(qū)r(shí)間的要求特別的嚴(yán)格，而匯編可以滿足他的需求，利用嵌匯來(lái)編寫。源程序見附錄 。具體過程： STC89C52 單片機(jī)首先得初始化 。 單 片 機(jī) 初 始 化開 始 學(xué) 習(xí)學(xué) 習(xí) 計(jì) 時(shí) 開 始光 線 強(qiáng) 度 檢 測(cè) 坐 姿 檢 測(cè)是 否 正 常 是 否 超 時(shí) 是 否 正 確蜂 鳴 器 提 示調(diào) 整 正 確繼 續(xù) 學(xué) 習(xí)蜂 鳴 器 提 示 取 消是是是否否否 圖 主程序流程圖 定時(shí)器程序流程圖 圖 是 定時(shí)器 T0 的中斷程序流程圖，圖 是 計(jì)數(shù)器 T1 終端服務(wù)流程圖，其程序設(shè)陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè)共 39 頁(yè) 計(jì)原理如下： 單片機(jī)控制電路 的 由 89C52 單片機(jī)的 和 即 T0 和 T1 定時(shí) /計(jì)數(shù)器通過單片機(jī)的匯編語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)。打開電源，定時(shí)器 T1 計(jì)數(shù)器 T0 到下一個(gè)周期的 定時(shí)器， T0、 T1 分別定時(shí)和 計(jì)數(shù)，然后報(bào)警。在檢查前必須分類 ，這樣就可以在出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)糾錯(cuò)。 軟件測(cè)試 ： 在 Keil uvision 4 中編寫程序，進(jìn)行調(diào)試 ， 修改語(yǔ)法錯(cuò)誤。在程序中也有延時(shí)，有的長(zhǎng)，有的短，測(cè)距也有一定的誤差，但是影響都不大。通過 超聲波原理 輔助學(xué)生坐直進(jìn)而 保護(hù)其 視力，簡(jiǎn)單方便且不會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)穩(wěn)定性方面的問題。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè)共 39 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1]陳煒 . 簡(jiǎn)易青少年視力保護(hù)器的設(shè)計(jì) [J].科技展望 ,2021,33:8789. 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By bining a versatile 8bit CPU with Flash on a monolithic chip, the Atmel AT89C51 is a powerful microputer which provides a highlyflexible and costeffective solution to many embedded control applications. Function characteristic The AT89C51 provides the following standard features: 4K bytes of Flash, 128 bytes of RAM, 32 I/O lines, two 16bit timer/counters, one 5 vector twolevel interrupt architecture, a full duplex serial port, onechip oscillator and clock circuitry. In addition, the AT89C51 is designed with static logic for operation down to zero frequency and supports two software selectable power saving modes. The Idle Mode stops the CPU while allowing the